Effect of Neutrophil Elastase Inhibitor, lei 200,355, on Interleukin-1 Induced Acute Lung Injury in Rats

Interleukin-1으로 유도된 흰쥐 급성폐손상에서 neutrophil elastase 억제제인 ICI 200,355의 효과

Background: Interleukin-1(IL-1) and neutrophil appear to contribute to the pathogenesis of acute respiratory distress syndrome(ARDS). Elastase, as well as reactive oxygen species released from activated neutrophil, are thought to play pivotal roles in the experimental models of acute lung leak. This study investigated whether ICI 200,355, a synthetic elastase inhibitor, can attenuate acute lung injury induced by IL-1 in rats. Materials and Methods: We intratracheally instilled either saline or IL-1 with and without treatment of ICI 200,355 in rats. Lung lavage neutrophils, lung lavage cytokine-induced neutrophil chemoattractant(CINC) concentration, lung lavage protein concentration, lung myeloperoxidase(MPO) activity and lung leak index were measured at 5 hours of intratracheal treatment. Results: In rats given IL-1 intratracheally, lung lavage neutrophils, lung lavage CINC concentration, lung lavage protein concentration, lung MPO activity and lung leak index were higher. Intratracheal ICI 200,355 administration decreased lung lavage neutrophils, lung MFO activity and lung leak index, respectively, but did not decrease lung lavage CINC concentration. Conclusion: These results suggest that ICI 200,355 decreases lung inflammation and leak without decreasing lung lavage CINC concentration in rats given IL-1 intratracheally.

Proinflammatory cytokine인 IL-1과 호중구는 급성폐손상의 발병기전엔 관여한다고 알려져있다. IL-1을 기도내로 주입시 호중구의 폐침윤이 일어나며, 활성화된 호중구에서 분비된 단백분해효소인 elastase는 급성폐손상을 일으킨다. 최근 elastase에 대한 억제제들이 몇 종류 개발되었는 데, 이들 합성 elastase 억제제들은 동물실험에서 폐의 염증성 손상을 감소시켰다고 보고되고 있다. 그 중 ICI 200,355는 human leukocyte elastase의 선택적이고 강력한 억제제로 보고되고 있어, 본 연구에서는 IL-1을 기도내로 주입하여 유발된 급성폐손상 흰쥐의 모텔에서 ICI 200,355를 투여했을 때 폐의 염증과 단백유출을 감소시켜 급성폐손상의 치료에 도움이 되는지 알아보고자 하였다. 실험대상은 흰쥐로 하였고, 이들을 무작위로 세 군으로 나누었다. 1군은 생리식염수를 기도내로 주입하고 생리식염수를 복강내로 투여하였고, 2 군은 IL-1을 기도내로 주입하고 생리식염수로 복강내로 투여하였으며, 3 군은 IL-1을 기도내로 주입하고 ICI 200,355를 복강내로 투여하였다. 5시간이 경과한 후 흰쥐에서 폐세척을 시행하여 회수된 세척액에서 호중구수, cytokine-induced neutrophil chemoattractant(CINC) 농도 그리고 단백량을 측정하였다. 그리고 개흉술로 얻은 폐조직에서 호중구의 침윤정도를 알아보기 위해서 폐조직내 myeloperoxidase(MPO) 활성도를 측정하였다. 한편 폐모세혈관의 단백유출의 정도를 측정하기 위해서 lung leak index를 구하였다. 그 결과로 IL-1을 기도내로 주입한 군은 폐세척액의 호중구수, CINC 농도 및 단백량치, 폐조직내 MPO 활성도 그리고 lung leak index 등 모든 측도에서 유의하게 증가되었다. 급성 폐손상모텔에 ICI 200,355를 복강내로 투여한 군에서 폐세척액의 호중구수 및 단백량치, 폐 조직내 MPO 활성도, lung leak index가 유의하게 감소되었으나 폐세척액의 CINC 농도는 감소되지 않았다. 결론적으로 IL-1의 기도내 주입으로 유발된 급성폐손상 모텔에서 neutrophil elastase 억제제인 ICI 200,355의 투여로 이미 증가된 CINC 농도에는 변화없이 폐의 염증과 단백유출을 감소시켜 급성폐손상을 억제시키는 것으로 생각된다.